第四章 机械能及其守恒定律 单元质量测试卷（Word版含答案）

第四章 机械能及其守恒定律 单元质量测试卷
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）图中的PNQ是一个固定的光滑轨道，其中PN是直线部分，NQ为半圆弧，PN与NQ弧在N点相切，P、Q两点处于同一水平高度，现有一小滑块从P点由静止开始沿轨道下滑，那么（　　）
A．滑块不能到达Q点
B．滑块到达Q点后，将自由下落
C．滑块到达Q点后，又沿轨道返回
D．滑块到达Q点后，将沿圆弧的切线方向飞出
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一轻绳过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为θ。则（　　）
A．vA＝vBcosθ
B．vB＝vAsinθ
C．小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能
D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大
3．（2022·全国·高三专题练习）如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v﹣t图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A．0～t1时间内汽车牵引力
B．0～t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
C．t1～t2时间内汽车的平均速度为
D．t1时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力
4．（2021·山东师范大学附中高三阶段练习）全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．物体匀加速阶段的加速度为
B．和时间内牵引力做的功之比为
C．时刻物体正在减速上升
D．阶段牵引力所做的功为
5．（2022·河南·高二期末）一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面向上的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中过程的图线是曲线，过程的图线是平行于x轴的直线，则下列说法正确的是（　　）
A．在的过程中，物体向下运动
B．在的过程中，物体的加速度一直增大
C．在的过程中，速度最大值只能在之间的某位置
D．在的过程中，物体的速度大小不变
6．（2021·黑龙江·哈尔滨市第一中学校高三期末）如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率小于在轨道Ⅱ上A点的速率
B．卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，势能大，机械能小
C．卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小
D．地球的质量可表示为
7．（2022·河南·高二期末）如图所示为某物体做直线运动的图象，其中在和时刻物体的瞬时速度分别为和，则物体在时间的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体的速度方向和加速度方向始终相同
B．物体的速度大小和加速度大小都逐渐变小
C．合外力对物体先做负功后做正功
D．物体的平均速度大小大于
8．（2022·云南·弥勒市一中高二期末）质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力为车重的k倍，在末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　）
A．
B．0到内汽车的牵引力为
C．汽车在到内的平均速度大小为
D．到过程中汽车牵引力做的功为
二、多选题
9．（2021·重庆市兼善中学高三阶段练习）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有（　　）
A．甲在空中的运动时间比乙的长
B．甲抛出时的初速度比乙小
C．两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等
D．从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mgh
10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向射入木块，若子弹进入木块的深度为s1，与此同时木块沿水平面移动了s2，设子弹在木块中受到的阻力大小不变，则在子弹进入木块的过程中（　　）
A．子弹损失的动能与木块获得的动能之比为（s1+s2）：s2
B．子弹损失的动能与系统获得的内能之比为（s1+s2）：s1
C．木块获得的动能与系统获得的内能之比为s2：s1
D．木块获得的动能与系统获得的内能之比为s1：s2
11．（2021·新疆·克拉玛依市独山子第二中学高三阶段练习）如图所示，轻弹簧一端固定于挡板P上，另一端与物块A拴接，A通过轻质细绳绕过定滑轮与套在竖直杆的物块B相连。开始时托住B，细绳伸直且无张力，平行于斜面。现由静止释放B，当弹簧恢复到原长时，B刚好下降到C点，此时B的速度为，细绳与杆的夹角为，不计一切摩擦，则此过程中（　　）
A．物块A与B组成的系统机械能守恒
B．当B到达C点时，A速度的大小为
C．重力对B做的功大于绳拉力对B做的功
D．弹簧弹性势能的减少量小于A、B系统机械能的增加量
三、填空题
12．（2021·福建省连城县第一中学高三阶段练习）水平桌面上，一质量为的物体在水平恒力拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为，则水平恒力为______，物体与桌面间的动摩擦因数为______。
13．（2021·四川省绵阳南山中学高一开学考试）如图所示，用的拉力沿竖直方向匀速拉起重为的物体，物体上升所用时间为此过程中拉力的功率为__________，动滑轮的机械效率为___________。在这个过程中，重物的机械能将___________（选填“变大”、“不变”、“变小”）。
14．（2021·福建省福州市鼓山中学高一期中）质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，物体m相对斜面静止，如图所示。物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则此过程中重力对物体做的功为______，支持力对物体做的______J，摩擦力对物体做的功为______。
四、解答题
15．（2022·福建省连城县第一中学高一阶段练习）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的足够长光滑斜面上．用手按住C，使细线恰好伸直但没有拉力，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为M（M＞2m），细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后它沿斜面下滑，当A恰好要离开地面时，B获得最大速度（B未触及滑轮，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g）。求：
（1）释放物体C之前弹簧的压缩量；
（2）物体B的最大速度vm。
16．（2021·天津市红桥区教师发展中心高三期末）一辆质量为 5×103 kg的汽车从静止开始启动、保持发动机额定功率在平直公路中行驶。汽车所受阻力恒为车重的0.2倍，现先后测出了某几个时刻汽车的速度（见表格），g=10 m/s2，另已知汽车从启动到速度达到最大过程中行驶的路程为160 m。求
（1）汽车发动机的额定功率；
（2）t3时刻汽车运动的加速度；
（3）汽车从启动到速度恰达到最大经历的时间。
时刻 t1 t2 t3 t4 t5 t6
速度 3 m/s 6 m/s 10 m/s 14 m/s 16 m/s 16 m/s
17．（2021·四川·成都七中高一期末）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动（提示：轻杆移动时，轻杆的加速和减速不需要时间），与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动 .轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦．
（1）若弹簧的劲度系数为k，试定性分析小车从接触弹簧到装置安全工作的过程中，小车运动的规律，并求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；
（2） 在装置安全工作时，试求小车撞击的最大速度vm；
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．B
5．C
6．D
7．D
8．C
9．CD
10．ABC
11．BC
12．
13． 0.6 83.3℅ 变大
14． 0
15．（1）；（2）
16．（1）160000W；（2）1.2m/s2；（3）14s
17．（1）x＝ ；（2）vm＝
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